Instrumentos-y-Mediciones-ElA-ctricas

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CARRERA: INGENIERÍA ELÉCTRICA 
 
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PROGRAMA ANALITICO: INSTRUMENTOS Y MEDICIONES ELÉCTRICAS 
 
TEMA 1: METROLOGIA ELÉCTRICA Y ERRORES 
 
Definiciones – Sistemas de Unidades – Mediciones Absolutas – Patrones de Referencia 
y Patrones de Trabajo. 
Descripción de los Errores: Error absoluto y Error relativo. 
Clasificación de los Errores: Errores Groseros – Errores Sistemáticos debido a 
Instrumentos y Componentes de Medida – Clase del Instrumento Indicador – 
Procedimientos para determinar la Clase – Establecimiento de la Clase por el Fabricante 
– Error de Indicación Mayor – Error por Repetibilidad (Precisión de la Lectura) – Error 
debido al Método de Contraste (Exactitud del Contraste) – Coeficiente de Seguridad – 
Verificación de la Clase por el Usuario – Establecimiento de la Clase por el Usuario – 
Errores debido al Método de Medida – Errores Accidentales: Error de Apreciación – 
Teoría Estadística (Histograma) – Teoría Estadística de Laplace y Gauss. 
 
TEMA 2: INSTRUMENTOS INDICADORES Y ESPECIALES 
 
Aparatos de Medida: Denominación – Constante – Exactitud – Campo de Indicación y 
Campo de Medida – Condiciones Normales y Anormales de Funcionamiento – Calidad 
– Precisión – Marcado de Bornes – Símbolos para la Rotulación – Clasificación por la 
Magnitud Eléctrica a medir – Clasificación por el Principio de Funcionamiento. 
Aparatos Indicadores: Conceptos Generales – Pares de Giro en los Mecanismos de 
Medición – Amortiguamiento de los Mecanismos de Medición – Elementos 
Constructivos – Escalas – Dispositivos Indicadores – Dispositivos Correctores – 
Dispositivos de Apoyo. 
Instrumentos de Bobina Móvil e Imán Permanente: Generalidades – 
Funcionamiento – Configuración real del Instrumento de Bobina Móvil de Imán 
Exterior e Imán Interior – Ecuación Funcional (Determinación Analítica) – 
Amortiguamiento de las Oscilaciones – Variación de Alcance o Ampliación del Campo 
de Medida como Amperímetro y como Voltímetro – Corrección del Efecto de 
Temperatura (Caso de Voltímetro, Mili Voltímetro Compensado, Amperímetro y 
Errores Tolerables). 
Galvanómetro de Bobina Móvil: Funcionamiento – Dependencia de la Sensibilidad con 
la Forma de Lectura, con la Cupla Antagónica, con la Cupla Motriz y con el Circuito de 
Medida. 
Régimen transitorio de un Galvanómetro de Bobina Móvil – Solución de la Ecuación 
Diferencial sin segundo miembro (Ecuación modificada a homogénea) y Solución de la 
Ecuación Diferencial Completa, para el análisis de Sub Amortiguamiento, Sobre 
Amortiguamiento y Amortiguamiento Crítico. 
Galvanómetro Balístico: Funcionamiento – Aplicaciones. 
Instrumentos de Bobina Móvil con Rectificador: Generalidades – Dependencia de los 
Dispositivos Rectificadores con la Tensión, con la Frecuencia y con la Temperatura – 
 
 
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Exactitud – Disposiciones Constructivas con Rectificación de Media Onda, con 
Rectificación de Onda Completa, con Conexión Puente de Graetz, con Conexión Puente 
con Resistencias y con Conexión de Transformador con Punto Medio – Ampliación del 
Alcance. 
Instrumentos de Hierro Móvil: Definición Normalizada – Funcionamiento – 
Disposiciones Constructivas – Utilización – Amortiguamiento – Factores de Influencia 
en cuanto a la Característica de Magnetización, a la Histéresis Magnética, a la 
Frecuencia, a la Forma de Onda y a los Campos Magnéticos Externos – Ventajas y 
Desventajas de Utilización – Aplicaciones como Amperímetro y Voltímetro – Variación 
del Alcance – Análisis Teórico de Funcionamiento en Corriente Continua y en 
Corriente Alterna – Requisito para Escala Lineal – Error por Frecuencia en la 
utilización en corriente alterna como Amperímetro y como Voltímetro. 
Instrumentos de Bobinas Cruzadas o Instrumentos sin Cupla Elástica: Principio de 
Funcionamiento – Aplicaciones como Megóhmetro de Bobinas Cruzadas, como 
Fasímetro o Cofímetro de Bobinas Cruzada y como Frecuencímetro de Bobinas 
Cruzadas. 
Instrumentos Electrodinámicos: Generalidades – Funcionamiento – Análisis Teórico 
de Funcionamiento – Efecto de la Inducción Mutua – Aplicaciones de utilización como 
Voltímetro y como Amperímetro. 
Aplicación como Vatímetro: Error de Consumo (Conexión Larga y Conexión Corta 
para Corriente Continua y Corriente Alterna) – Error de Fase – Variación de Alcance. 
Aplicación como Varímetro: Error de Fase. 
Instrumentos de Inducción: Definición – Análisis de Funcionamiento a partir de un 
Modelo Teórico – Amortiguamiento – Aplicaciones del Instrumento de Inducción como 
Amperímetro y Voltímetro – Aplicaciones del Instrumento de Inducción como 
Vatímetro – Error de Fase Vatimétrico – Compensación del Error de Fase Vatimétrico – 
Aplicaciones del Instrumento de Inducción como Varímetro – Error de Fase 
Varimétrico. 
Instrumentos de Resonancia: Generalidades – Funcionamiento – Aplicación como 
Frecuencímetro. 
Instrumentos Electroestáticos: Generalidades – Funcionamiento – Disposición 
Constructiva – Cupla Motora y Antagónica – Propiedades y Aplicaciones. 
Instrumentos Electrotérmicos: Generalidades – Instrumentos Electrotérmicos de 
Dilatación – Instrumentos Electrotérmicos Bimetálicos – Propiedades y Aplicaciones. 
Osciloscopios: Diagrama en Bloques – Tubos de Rayos Catódicos – Deflexión 
Electroestática – Aceleración de Pos Deflexión – Pantallas para Tubos de Rayos 
Catódicos – Circuitos de Tubos de Rayos Catódicos – Base de Tiempos – Amplificador 
Horizontal y Vertical – Sincronización – Fuente de Alimentación – Mandos y 
Conectores de un Osciloscopio tipo – Manejo de Mandos – Sondas para Osciloscopios. 
Mediciones con Osciloscopio de Resistencias, de Reactancias Inductivas y Capacitivas, 
de Impedancia, de Frecuencias y de Desfase. 
 
TEMA 3: MEDICIONES INDUSTRIALES DE RESISTENCIAS 
 
 
 
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Medición de Resistencias por Procedimientos Indirectos: Procedimientos Volt/ 
Amperométrico, por Comparación de Corrientes y por Comparación de Tensiones. 
Medición de Resistencias por el Procedimiento de Desviación Directa: Óhmetro de 
Bobina Móvil con la Resistencia a Medir conectada en Serie y en Paralelo – Óhmetro de 
Bobina Móvil con varios Alcances de Medida. 
Medición de Resistencias Elevadas: Comprobadores de Líneas Eléctricas – Medidores 
de Aislación de Manivela y Electrónicos – Medición con el Método Volt / 
Amperométrico – Medición con Voltímetro Electroestático. 
Conceptos Generales sobre Resistencias de Aislación – Descripciones sobre las 
Resistencias de Aislación en las Instalaciones Eléctricas – Medición de las Resistencias 
de Aislación en Materiales Aislantes – Probetas y Electrodos – Circuitos y Elementos 
de Medición – Procedimientos de Medición. 
Medición de Resistencias Bajas: Medición de las Resistencias de Tomas de Tierra – 
Definiciones – El Terreno como Conductor Eléctrico – Características de la Corriente 
de Tierra – Métodos de Medición de la Resistencia de Tomas de Tierra y de 
Resistividad de Terrenos – Telurómetros. 
 
TEMA 4: MEDICIONES INDUSTRIALES DE INDUCTANCIAS Y 
CAPACIDADES 
 
Propiedades Generales de las Inductancias y Condensadores – Características de las 
Fuentes de Alimentación – Medición de Resistencia, Reactancia e Impedancia por los 
Procedimientos de los Tres Voltímetros, de los Tres Amperímetros y del Voltímetro / 
Amperímetro / Vatímetro. 
Medición de Capacidades por el Procedimiento Volt / Amperométrico, por el 
Procedimiento de Comparación de Tensiones y por el Procedimiento de los Tres 
Voltímetros – Medición del Ángulo de Pérdidas de un Condensador – Capacímetros. 
Medición de Inductancias por el Procedimiento Volt / Amperométrico y por el 
Procedimiento de Comparación de Tensiones – Medición de Inductancias con Núcleo 
de Hierro – Medición de Inductancias Mutuas. 
 
TEMA 5: TRANSFORMADORES DE MEDIDA 
 
Transformadores de Intensidad: Principio de Funcionamiento – Relación de 
Transformación – Diagrama Fasorial – Error de Relación– Error de Ángulo – 
Corrección de Errores – Clases de Precisión – Consumo de Aparatos y Conexiones – 
Intensidad Límite Térmica – Intensidad Límite Dinámica – Cifra de Sobre Intensidad – 
Conexionado en Sistemas Monofásicos y Trifásicos Equilibrados y Desequilibrados – 
Clasificación y Aspectos Constructivos. 
Transformadores de Tensión: Principio de Funcionamiento – Relación de 
Transformación – Diagrama Fasorial – Error de Relación – Error de Ángulo – Clases de 
Precisión – Consumo de Aparatos y Conexiones – Conexionado en Sistemas 
Monofásicos y Trifásicos – Clasificación y Aspectos Constructivos – Transformadores 
de Tensión Capacitivos. 
 
 
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TEMA 6: MEDICIONES INDUSTRIALES DE POTENCIA, ENERGÍA Y 
FACTOR DE 
 POTENCIA 
 
Medición de Potencia: Conceptos Generales – Medición de Potencia en Corriente 
Continua por el Método Volt / Amperométrico – Medición de Potencia en Corriente 
Alterna por el Método de los Tres Amperímetros – Medición de Potencia en Corriente 
Alterna por el Método de los Tres Voltímetros – Conexión de Vatímetros – Ampliación 
del Campo de Medida – Correcciones según la Forma de Conexión – Medición de 
Potencia en Corriente Continua con Vatímetro – Medición de Potencia Activa en 
Corriente Alterna Monofásica – Consideraciones Generales sobre la Medición de 
Potencia Activa en Corriente Alterna Trifásica – Medición de Potencia Activa en 
Corriente Alterna Trifásica con Cargas Equilibradas y Desequilibradas (Sistemas con 
Tres Conductores Activos y Conductor Neutro y Sistemas con Tres Conductores 
Activos Sin Conductor Neutro) – Medición de Potencia Activa en Corriente Alterna 
Trifásica de Tres Conductores (Método de los Dos Vatímetros) – Medición de Potencia 
Reactiva en Corriente Alterna Monofásica y Trifásica. 
Medición de Energía: Instrumentos Integradores Electromecánicos – Instrumento 
Integrador de Potencia o Medidor de Energía Eléctrica – Medidor de Energía de 
Inducción para Corriente Alterna Monofásica (Medidor de Energía Activa y Medidor de 
Energía reactiva). 
Factores de Influencia y Elementos de Ajuste: Error de Proporcionalidad – Error de 
Fase y Rozamiento – Efecto y Compensación de la Variación de la Temperatura 
Ambiente. 
Medidores de Energía de Inducción para Corriente Alterna Trifásica: Medidores de 
Inducción de aplicación en Sistemas Trifásicos Tetrafilares y Trifilares (Medidores de 
Energía Activa y Reactiva) – Ajustes particulares en los Medidores de Energía 
Trifásicos. 
Medidores de Energía Electrónicos: Propiedades – Funcionamiento. 
Normalización de Clase en Medidores de Energía Trifásicos de Inducción y 
Electrónicos – Error Admisible en función de las condiciones de carga – Verificación 
Periódica de Medidores de Energía – Equipos Complementarios en un Panel de 
Medición de Facturación. 
Medición de Factor de Potencia: Conceptos Generales – Medición Indirecta en 
Corriente Alterna Monofásica (Procedimiento del Vatímetro / Amperímetro / 
Voltímetro, Procedimiento de los Tres Voltímetros y Procedimiento de los Tres 
Amperímetros) – Medición Indirecta del Factor de Potencia en Corriente Alterna 
Trifásica – Medición Directa con Fasímetro. 
 
TEMA 7: MEDICIONES DE LABORATORIO (MÉTODOS DE DEFLEXIÓN – 
MÉTODOS DE CERO – MÉTODOS DE COMPENSACIÓN) 
 
Métodos de Deflexión: Conceptos Generales – Medición de Resistencias Elevadas – 
 
 
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Medición de Fuerza Electro Motriz de una Pila – Medición de Capacidades con el 
Galvanómetro Balístico – Medición de Inductancias Mutuas con el Galvanómetro 
Balístico – Medición de Valores Medios e Instantáneos con Vectorímetros. 
Métodos de Cero: 
Puentes de Medida de Corriente Continua: Conceptos Generales – Puente de 
Wheatstone – Puente Kirchhoff – Puente de Matthiessen y Hockin – Puente Doble de 
Thomson. 
Puentes de Medida de Corriente Alterna: Conceptos Generales – Condiciones de 
Equilibrio – Puente de Maxwell – Puente de Maxwell y Wien – Puente de Sauty – 
Puente de Schering. 
Métodos de Compensación: Conceptos Generales – Fundamentos de los Métodos 
Potenciométricos – Tipos de Métodos Potenciométricos. 
 
TEMA 8: LOCALIZACIONES DE FALLAS O DEFECTOS 
 
Causas de Fallas en Cables Subterráneos – Tipos de Fallas mas comunes – Modelo de 
Parámetros Distribuidos – Rectificador o Probador de Aislación – Prelocalización de 
Fallas – Métodos de Prelocalización – Sistema de Detección Puntual – Equipos de 
Apoyo – Aplicación de los distintos Métodos de Prelocalización de acuerdo al Tipo de 
Falla – Puente de Medida de Murray – Puente de Medida de Graf. 
Método de Oscilación Forzada: Condiciones de Aplicación del Método – Casos de 
Aplicación. 
Reflectometría con Impulsos de Baja Tensión: Factor de Reflexión – Métodos de 
Lectura del Equipo. 
Reflectometría con Impulsos de Alta Tensión: Principios de Operación – Tipos de 
Figuras que se observan de acuerdo al Tipo de Falla. 
Método de Oscilación Libre: Principio de Operación – Localización Puntual de la Falla. 
Método Acústico por Onda de Choque – Método de Audiofrecuencia. 
Tratamiento de la Falla (Técnica de Quemado) – Esquema Simplificado de un Equipo 
Quemador de Cables – Principio de Operación – Pasos a seguir para detectar la falla. 
 
TEMA 9: MEDICIONES MAGNÉTICAS 
 
Medición de Inducción Magnética: Carretes de Prueba – Medición con Campos 
Alternos – Medición con Campos Continuos – Espiral de Bismuto – Calibración. 
Medición de Tensión Magnética: Tensímetro Magnético – Aplicaciones. 
Mediciones Magnéticas con Corriente Continua: Determinación de las Curvas de 
Imantación con Anillo de Hierro y Galvanómetro Balístico, con Yugo y Galvanómetro 
Balístico, con Magnetómetro de Köpsel y Procedimiento Diferencial. 
Mediciones Magnéticas con Corriente Alterna: Determinación de las Perdidas en el 
Hierro con el Aparato de Epstein – Vatímetro Diferencial – Ferrómetro – Separación de 
Perdidas. 
 
TEMA 10: MEDICIONES EN ALTA TENSIÓN 
 
 
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Laboratorios de Ensayos de Alta Tensión: Tipos de Laboratorios de Alta Tensión – 
Tipos de Ensayos en Alta Tensión – Acciones Interferentes de Alta Tensión sobre 
Equipos de Medición – Malla de Tierra de Laboratorios de Alta Tensión – Blindaje de 
Laboratorios de Alta Tensión – Cableados de Medición. 
Generación y Medición de Alta Tensión Alterna: Circuitos de Ensayo – 
Características Constructivas de los Equipos de Ensayo – Métodos de Medición de Alta 
Tensión Alterna – Características del Equipamiento para la Medición de Alta Tensión 
Alterna de Frecuencia Industrial – Medición de Tensión Máxima con Espinterómetro 
Esférico. 
Generación y Medición de Alta Tensión Continua: Métodos de Medición – 
Características del Equipamiento para Medición de Alta Tensión Continua. 
Generación y Medición de Ondas de Impulso de Alta Tensión: Tipos de Tensiones 
de Impulso – Circuitos para Generación de Alta Tensión de Impulso – Métodos de 
Medición de Alta Tensión de Impulso – Características del Equipamiento para 
Medición de Alta Tensión de Impulso. 
 
TEMA 11: MULTÍMETROS Y VOLTÍMETROS ELECTRÓNICOS 
 
Instrumentos Digitales: Generalidades – Display – Principio de Funcionamiento. 
Multímetros Digitales: Sistemas de Comparación de Diente de Sierra – Método de 
Medida por Integración Tensión / Frecuencia – Multímetro Digital con Diodos 
Emisores de Luz – Multímetro Digital con Cristal Líquido – Multímetro Analógico y 
Digital. 
Voltímetro Electrónico: Fundamentos del Voltímetro Electrónico – Voltímetro 
Electrónico para Corriente Alterna – Voltímetro Electrónico Transistorizado – 
Voltímetro Electrónico como Medidor de Resistencias – Voltímetro Electrónico con 
Transistor FET – Voltímetro Electrónico Transistorizado para Altas Tensiones – 
Voltímetro Electrónico con Circuito Integrado – Micro Amperímetro Electrónico con 
Circuito Integrado. 
 
TEMA 12: MEDICIONES ELÉCTRICAS DE MAGNITUDESNO ELÉCTRICAS 
 
Transductores: Clasificación de los Transductores – Selección de un Transductor – 
Galgas Extensiométricas – Factor de Galga – Elementos Sensores Metálicos – 
Configuración de la Galga – Galga Extensiométrica Desoldada – Transductores de 
Desplazamiento – Transductor Inductivo – Transductor Transformador Diferencial 
Variable – Transductor de Oscilación – Transductor Piezoeléctrico – Transductor 
Potenciométrico – Transductor de Velocidad. 
Medición de Temperatura: Termómetros de Resistencia – Termopares – Fuentes de 
Error en los Termopares – Características de los Termistores – Interfase de 
Transductores Resistivos a Circuitos Electrónicos – Aplicaciones del Termistor. 
 
 
 
 
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BIBLIOGRAFÍA RECOMEDADA: 
 
I – 1) Ramírez Vázquez, José – “Medidas Eléctricas” (4º Edición) – España – Ediciones CEAC 
– 1992 
 
I – 2) Stockl, Melchior – “Técnica de las Medidas Eléctricas” Tomo IV (2º Reimpresión – 
 Colección Moeller – Werr) – Alemania – Labor S.A. – 1967 
 
I – 3) Packman, Emilio – “Mediciones Eléctricas” (3º Edición) – H.A.S.A. (Hispano América 
 S.A.) – Argentina – 1989 
 
I – 4) Sabato, Juan – “Mediciones Eléctricas” Tomo I (2º Edición) – Argentina – Librería y 
 Editorial Alsina – 1978 
 
I – 5) Kinnard, Isaac – “Medidas Eléctricas y sus Aplicaciones” – España – Marcombo S.A. – 
 
I – 6) Karcz, Andrés – “Electrometría de Materiales Magnéticos” – España – Marcombo S.A. 
 
I – 7) Cooper, William – Helfrick, Albert – “Instrumentación Electrónica y Técnicas de 
 Medición” – México – Prentice Hall – 1993 
 
I – 8) Roth, Charles – “Técnicas del Osciloscopio” (2º Reimpresión) – España – Marcombo 
S.A. 1982 
 
I – 9) Wolf, Stanley – Smith, Richard – “Guía para Mediciones Electrónicas y Practicas de 
 Laboratorio” (2º Edición) – México – Prentice Hall – 1992 
 
I-10) Torresi, Alberto – “Mediciones en Alta Tensión” (1º Edición) – Argentina – Editorial 
 Científica Universitaria – 2004 
 
I-11) Morris, Alan – “Principios de Mediciones e Instrumentación” (1º Edición) – México – 
 Prentice Hall – 2002 
 
I-12) Grazzini, Hugo O. – “Mediciones Electrónicas” – Argentina – Editorial Científica 
 Universitaria – 2003 
 
I-13) Creus Sole, Antonio – “Instrumentación Industrial” – Alfa Omega - 2006